Lyra Belacqua (Dakota blue Richards) tiene 12 años y es una huérfana rebelde que vive junto a su tío en el Jordan College de Oxford. Pertenece a uno de los muchos mundos paralelos que coexisten en un mismo tiempo y espacio. En el suyo, las almas de la gente se muestran a sí mismas como animales, hay osos que hablan y se venden como mercenarios en las guerras, y las brujas conviven con los humanos…

Pero su mundo está cambiando y se suceden una serie de secuestros de niños a manos de los misteriosos zampones. Cuando Roger (Ben Walker), el mejor amigo de Lyra, desaparece, éste jura viajar hasta el fin del mundo para rescatarlo. Para ello intenta acompañar a su tío Lord Asriel (Daniel Craig), quien viaja al Norte para investigar un misterioso fenómeno llamado “el Polvo”, pero éste rechaza su petición. Una segunda oportunidad se le presenta cuando la ra. Coulter (Nicole Kidman), una seductora y poderosa mujer, saca a Lyra de Jordan College con la promesa de grandes aventuras. Antes de irse, Lyra recibe un extraño artilugio llamado aletiómetro, que se dice proporciona a su portador el conocimiento de la verdad, siempre que logre descubrir cómo hacer uso de él.

Cuando averigua las auténticas intenciones de la Sra. Coulter, Lyra escapa de ella y en su camino al Norte se encuentra y alía con los más diversos personajes – los giptanos, un aventurero texano, la reina de las brujas, un oso de los hielos – que le ayudarán a llegar al norte y a cumplir su misión: salvar no sólo su mundo, sino también el nuestro..